Cómo detectar grietas y defectos superficiales en sujetadores aeroespaciales

Cover Defect Detection on Aerospace Fasteners

Tecnologías innovadoras de Dimac en las máquinas de inspección 100% para el control de calidad de tuercas, remaches, pernos y piezas especiales

En el sector aeroespacial, donde cada componente contribuye a la seguridad del vuelo, la demanda de confiabilidad absoluta ha impulsado avances significativos en las tecnologías de inspección. En los últimos años, el control de calidad en el sector de piezas metálicas pequeñas ha experimentado un salto tecnológico sin precedentes. La evolución de los sistemas de visión, ahora integrados con herramientas de inteligencia artificial, permite la detección de defectos que, hasta hace poco, eran difíciles de identificar utilizando tecnologías tradicionales.

Esto no significa reemplazar por completo las herramientas convencionales, que siguen siendo fiables y eficaces en muchos casos. Al mismo tiempo, es evidente que los estándares de calidad que exige el mercado han aumentado aún más. En sectores altamente críticos, como el aeroespacial, la inspección automatizada 100% es un requisito esencial: los elementos de fijación deben garantizar la integridad estructural, la ausencia de defectos superficiales y la conformidad dimensional absoluta.

Dimac mcv6 - 4 cameras + mirror system
Dimac mcv6 - 4 cámaras + sistema de espejo

La inspección de sujetadores para aplicaciones aeroespaciales presenta dos desafíos principales.

  • La primera se refiere a las dimensiones, que a menudo son más grandes que las de las piezas pequeñas estándar: las tuercas y tornillos de gran diámetro requieren ópticas específicas, sistemas de iluminación dedicados y soluciones capaces de minimizar las distorsiones ópticas en las imágenes adquiridas.
  • El segundo se refiere a los materiales, como el titanio, que, al no ser magnético, no permite el uso efectivo de las estaciones de corrientes de Foucault tradicionales.

4 cámaras superiores + espejo
Un nuevo sistema para tuercas aeroespaciales grandes

Una de las soluciones más avanzadas desarrolladas por Dimac para inspeccionar tuercas aeroespaciales es la evolución de la Sistema multienfoque con inteligencia artificial integrada. Este enfoque fue desarrollado para garantizar una cobertura superficial completa y sin distorsión, incluso cuando las dimensiones de la pieza superan el campo de visión de las configuraciones ópticas convencionales.

La estación multi-cámara estándar cuenta con cuatro cámaras en ángulo y posicionadas a 90° entre sí, capaces de realizar inspecciones de 360° a altas velocidades. Esto elimina la necesidad de rotar la pieza durante la inspección: las cámaras, debidamente sincronizadas, capturan simultáneamente todas las superficies visibles, y las imágenes son interpretadas por una herramienta de IA específicamente entrenada.

Aunque la estación de inspección multicámara es una tecnología reciente, en pocos años ha sido ampliamente adoptada en las clasificadoras Dimac, tanto en los sistemas de disco de vidrio para componentes planos como en los modelos de mesa metálica para piezas con cabeza colgante, como tornillos y pernos. A medida que aumentan las dimensiones de las partes, la configuración óptica puede introducir distorsiones de perspectiva e imagen que reducen la precisión de la inspección.

4 top-cameras + mirror control station scheme
4 cámaras principales + estación de control de espejo esquema

Para dar respuesta a esta necesidad, se desarrolló la tecnología “Sistema de 4 cámaras principales + espejo”.

En esta configuración, cuatro cámaras se colocan perpendiculares a cuatro espejos, todos los cuales están orientados hacia el disco de transporte. El uso combinado de espejos ópticos, iluminación cenital y retroiluminación debajo del disco de vidrio permite inspecciones superficiales integrales de 360°, incluso en piezas de hasta 45 mm de diámetro y 35 mm de altura.

Al integrar herramientas de IA en el sistema de visión, la máquina puede detectar defectos superficiales, irregularidades de mecanizado, abolladuras o anomalías geométricas con alta precisión. Esto asegura un rendimiento de inspección constante incluso en superficies reflectantes o complejas, típicas de los sujetadores aeroespaciales.

Dimac 360 vision software with AI
Software Dimac 360 vision con IA

IA para detección de grietas en Materiales no magnéticos

La solución más utilizada para la detección de grietas es la estación END de corrientes de Foucault. 

Esta tecnología es eficaz y se emplea ampliamente en máquinas de clasificación automática. Su limitación inherente es que no puede utilizarse en materiales no magnéticos como el titanio y el aluminio, que se utilizan cada vez más en la industria aeroespacial debido a su relación resistencia-peso.

Para superar esta limitación, se ha desarrollado una estación óptica diseñada para capturar imágenes en escala de grises de alto contraste, respaldada por algoritmos de IA entrenados específicamente para detectar grietas superficiales.

Este entrenamiento permite al sistema distinguir entre grietas reales y marcas superficiales no críticas, reduciendo los rechazos falsos. Bajo condiciones controladas de iluminación y contraste, el análisis de IA puede detectar microdiscontinuidades difíciles de identificar tanto a simple vista como con sistemas de corrientes de Foucault, ofreciendo una solución alternativa o complementaria a la tecnología tradicional de END (ensayos no destructivos). Esta capacidad es particularmente valiosa para los fabricantes aeroespaciales que trabajan con sujetadores de titanio, donde los métodos tradicionales no son suficientes.

Dimac crack control with AI
Control de grietas Dimac con herramienta de IA

Precisión de hasta 12 micras

En la mayoría de las aplicaciones industriales, los sistemas de visión operan con tolerancias en el rango de 50 micrones. La industria aeroespacial requiere niveles de precisión significativamente más altos.

Para lograr una precisión de hasta 12 micrones, se deben tomar medidas en múltiples frentes:

  • aumentando la resolución de la cámara
  • uso de lentes telecéntricos de alta calidad
  • integración de algoritmos de corrección de aberraciones ópticas
  • iluminación de fondo estable y controlada

La experiencia de Dimac en el control dimensional de alta precisión ha demostrado que mantener la estabilidad óptica es fundamental cuando se trabaja con tolerancias inferiores a 20 micras.

Versatilidad e integración de las estaciones de inspección

La inteligencia artificial ha hecho la nueva generación de clasificadoras más versátil. Las plataformas avanzadas, como la nueva de Dimac mcv ZED línea, permitir que modelos de IA entrenados en diferentes familias de piezas se apliquen con ajustes mínimos en el entrenamiento.

Una ventaja adicional es la capacidad de realizar inspecciones dimensionales, de superficie y de inteligencia artificial simultáneamente en la misma imagen capturada, utilizando una sola estación de control. Esta integración reduce la cantidad de módulos requeridos, optimiza el espacio y acorta los tiempos de inspección. Para los proveedores aeroespaciales que gestionan múltiples números de pieza, esta flexibilidad mejora significativamente el rendimiento y la eficiencia del cambio.

Dimac Showroom in Tortona - Italy
Dimac Showroom en Tortona - Italia

Diseño mecánico y electrónico:
la base de la confiabilidad

Las tecnologías avanzadas de visión y las herramientas de IA ofrecen un valor agregado tremendo, pero solo son efectivas cuando están respaldadas por un diseño mecánico y electrónico robusto. La rigidez estructural es esencial, especialmente para sujetadores grandes y pesados. De igual manera, el manejo preciso asegura un posicionamiento e iluminación consistentes, previniendo falsos rechazos causados por variaciones geométricas durante la adquisición.

El diseño electrónico avanzado contribuye aún más al alto rendimiento en el control de calidad, al tiempo que permite una mayor flexibilidad, actualizaciones más fáciles y una integración perfecta con los sistemas de fábricas digitales.

En la industria aeroespacial, donde la confiabilidad es imprescindible, la innovación en la inspección 100% se ha convertido en una necesidad tecnológica. La continua inversión de Dimac en estabilidad mecánica, ingeniería óptica e inspección impulsada por IA garantiza que sus sistemas cumplan con las estrictas expectativas de los fabricantes aeroespaciales y sus cadenas de suministro.

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